一种基于多传感器的输电线路状态监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于多传感器的输电线路状态监测系统，包括：数据采集模块、单片机、无线传输模块、报警系统、供电模块和上位机；数据采集模块对输电线路运行状态数据进行采集，通过串口将数据送达单片机进行处理，处理好的数据由无线传输模块进行实时传输，报警模块由单片机控制，在电路出现异常时进行报警，供电模块，为装置的工作提供电能，上位机，用于接收、处理、展示数据和图像，生成预警等级并预警。本实用新型专利技术将多个模块集成在一起，及时获取数据并分析得出预警等级并显示。解决了传统的监测装置体积大、各模块分散导致的安装困难问题，精度高，功耗低，效率高，实时性强。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多传感器的输电线路状态监测系统
本技术涉及输电线路监测
，尤其涉及一种基于多传感器的输电线路状态监测系统。
技术介绍
随着电力行业的迅猛发展，我国的电网规模及其覆盖范围不断扩大，电力资源以及电网线路所处的环境日趋复杂。每年由于恶劣环境造成的输电线路故障，给电力输电系统造成很大的亏损，经济损失巨大，因而对输电线路的参数监测是十分必要的。实时上传各项数据，监控输电线路的状态，及早发现事故的隐患并及时予以排除，使输电线路正常、安全、可靠的运行，对国民经济的又好又快发展具有重大意义。起初，对输电线路情况的检测主要是人工巡视，实地测量，但输电线路多架设在人烟稀少、交通不便的地区，增加了巡检人员的劳动强度和危险系数，同时数据采集受主观影响较大，缺乏时效性和准确性。后来无人机技术的出现，极大地缓解了这些问题。但是当前由于无人机技术还处于刚刚发展的阶段，它存在技术不成熟，续航能力有限等问题，导致其无法持续工作，所以往往只有在应急巡检时才会使用无人机巡检的方式。输电线路状态通常包括覆冰率、导线风偏、绝缘子污秽闪络、塔杆倒塌等。这些状态由温度湿度、风速风向、降雨量、空气质量、导线拉力倾角变化、植被、地形等决定的。传统的监测装置通过多个分散的传感器来获得这些数据，功耗大，同时也使得整个设备庞大、复杂，给安装人员带来了一定困难。此外，当前电网状态监测系统也极不稳定，数据时有时无，部分装置极易发生损坏，监测效率低。
技术实现思路
技术目的：针对以上问题，本技术提出一种输电线路状态监测系统，通过合理的结构化设计，使系统成为一个整体，解决了传统的监测装置体积大、各模块分散导致的安装困难问题，具有精度高、集成度高、全天候工作、数据实时传送的优点。技术方案：为实现本技术的目的，本技术所采用的技术方案是：一种输电线路状态监测系统，包括数据采集模块、单片机、无线传输模块、报警模块、上位机、供电模块；所述数据采集模块，置于电塔上并与单片机连接，用于采集气象数据，将采集到的气象数据传送至单片机；所述单片机，通过串口与数据采集模块相连接，用于处理数据采集模块传输的数据以及上位机发送的指令数据；所述无线传输模块，通过串口与单片机相连接，并与上位机无线连接，用于传输单片机发送的数据以及接收上位机发送的数据；所述报警模块，与单片机相连接，用于接收单片机的指令在线路状态异常时启动报警；所述上位机，用于接收处理以及展示无线传输模块发送的数据，根据电网故障等级模型生成故障等级并分级预警，将预警指令通过无线传输模块传递至单片机；所述供电模块，用于系统供电。进一步，所述数据采集模块包括风速传感器、降雨量传感器、温度湿度传感器、空气质量传感器；所述风速传感器、降雨量传感器、空气质量传感器与温度湿度传感器放置于电塔上，并分别与单片机相连，用于采集气象数据，将数据传送给单片机；进一步，所述数据采集模块还包括拉力传感器，拉力传感器分别与电线和单片机相连，用于采集输电线路形变数据，将数据传送给单片机。进一步，所述数据采集模块还包括倾角传感器，倾角传感器置于绝缘子接地处，与单片机相连接，用于采集风偏角度数据，将数据传送给单片机。进一步，所述数据采集模块还包括摄像机，摄像机置于电塔顶端，用于采集线路环境的图像和视频数据，摄像机与单片机相连接，将图像和视频数据传送给单片机。优选的，所述风速传感器使用的是PH100SX数字式风速传感器。优选的，所述降雨量传感器使用的是JD05雨量传感器。优选的，所述温度湿度传感器使用的是DHT11温湿度传感器。优选的，所述空气质量传感器使用的是PMS7003灰尘传感器。优选的，所述拉力传感器使用的是FBG-S1贴片式应变传感器。优选的，所述倾角传感器采用的是AS5047U磁性角度传感器。优选的，所述摄像机使用的是OV7670摄像头。优选的，所述单片机采用STM32F103VBT6单片机。进一步，所述无线传输模块采用GPRSDTU模块。GPRSDTU模块通过串口与单片机相连，获取处理好的数据，将数据和所处地理位置信息发送到Internet网；上位机从Internet网中获取，处理，展示数据和图像，根据电网故障等级模型生成故障等级，并针对各个故障等级分别预警。气象部门、电力局、灾害监测部门可直接从Internet网中实时获取相关数据。进一步，所述报警模块采用灯光报警装置，与单片机相连接，通过单片机控制报警。进一步，所述供电模块包括太阳能电池板和蓄电池，用于数据采集模块、单片机、报警模块和无线传输模块的供电。本技术将各类传感器和摄像机采集到的数据传送给单片机进行处理，单片机将处理好的数据和地理位置信息传送给GPRSDTU模块发送到Internet网并送达到上位机，上位机对数据进行复原、存储、展示，并根据故障等级模型结果和位置信息在电子地图上显示预警，同时通过GPRSDTU模块给装置反馈指令，单片机预设各个因素阈值，当数据出现异常时灯光报警器闪烁报警，同时上位机反馈的指令也可控制灯光报警器报警。有益效果：与现有技术相比，本技术的技术方案具有以下有益的技术效果：相比于人工输电线路监测，考虑到电网输电线路所处环境复杂，人工监测难度大，同时采集的数据易受主观因素影响，导致误差，且实时性较差，本技术通过传感器测量，单片机处理数据，GPRSDTU模块实时传输，保证了输电线路状态监测的高效率、准确性和实时性。相比于现有的输电线路监测装置，仅获取到输电线路周围的气象信息，不能全面反映输电线路状态，本技术通过摄像机、拉力传感器和倾角传感器对输电线路周围的环境信息和线路的拉力、角度变化信息进行监测，获得的信息更全面，数据分析结果更精确。本技术对输电线路多种数据进行监测，数据可靠性高，结构合理，易于安装，预警显示直观清晰，同时具有实时性、持续性、高效性。附图说明图1是本技术实施例整体结构图；图2是本技术实施例GPRS原理结构图；图3是本技术实施例上位机数据处理流程图。具体实施方式为使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本技术。如图1所示，本技术所述的一种输电线路状态监测系统，包括风速传感器、降雨量传感器、温度湿度传感器、空气质量传感器、拉力传感器、倾角传感器、摄像机、单片机、灯光报警器、GPRSDTU模块和供电模块。所述风速传感器、降雨量传感器、空气质量传感器与温度湿度传感器放置于电塔上，实现对气象数据的采集；拉力传感器与电线相连，实现对输电线路形变数据的采集；倾角传感器置于绝缘子接地处，实现对风偏角度数据的采集；摄像机置于电塔顶端，实现对环境图像数据的采集。所述风速传感器使用的是PH100SX数字式风速传感器。所述降雨量传感器使用的是JD05雨量传感器。所述温度湿度传感器使用的是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输电线路状态监测系统，其特征在于：包括数据采集模块、单片机、无线传输模块、报警模块、上位机、供电模块；所述数据采集模块，置于电塔上并与单片机连接，用于采集气象数据，将采集到的气象数据传送至单片机；所述单片机，通过串口与数据采集模块相连接，用于处理数据采集模块传输的数据以及上位机发送的指令数据；所述无线传输模块，通过串口与单片机相连接，并与上位机无线连接，用于传输单片机发送的数据以及接收上位机发送的数据；所述报警模块，与单片机相连接，用于接收单片机的指令在线路状态异常时启动报警；所述上位机，用于接收处理以及展示无线传输模块发送的数据，生成故障等级并分级预警，将预警指令通过无线传输模块传递至单片机；所述供电模块，用于系统供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种输电线路状态监测系统，其特征在于：包括数据采集模块、单片机、无线传输模块、报警模块、上位机、供电模块；所述数据采集模块，置于电塔上并与单片机连接，用于采集气象数据，将采集到的气象数据传送至单片机；所述单片机，通过串口与数据采集模块相连接，用于处理数据采集模块传输的数据以及上位机发送的指令数据；所述无线传输模块，通过串口与单片机相连接，并与上位机无线连接，用于传输单片机发送的数据以及接收上位机发送的数据；所述报警模块，与单片机相连接，用于接收单片机的指令在线路状态异常时启动报警；所述上位机，用于接收处理以及展示无线传输模块发送的数据，生成故障等级并分级预警，将预警指令通过无线传输模块传递至单片机；所述供电模块，用于系统供电。


2.根据权利要求1所述的一种输电线路状态监测系统，其特征在于：所述数据采集模块包括风速传感器、降雨量传感器、温度湿度传感器、空气质量传感器；所述风速传感器、降雨量传感器、空气质量传感器与温度湿度传感器放置于电塔上，并分别与单片机相连，用于采集气象数据，将数据传送给单片机。


3.根据权利要求2所述的一种输电线路状态监测系统，其特征在于：所述数据采集模块还包括拉力传感器和倾角传感器，拉力传感器分别与电线和单片机相连，用于采集输电线路形变数据，倾角传感器置于绝缘子接地处，与单片机相连接，用于采集风偏角度数据，将数据传送给单片机。


4.根据权利要求2所述的一种输电线路状态监...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昌利，秦鑫鑫，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32